Гидравлическое нажимное устройство

Гидравлическое нажимное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А, Д,Елииеввв;-"

В.К.Орлов,. ий „ и,-:И. А..Тоде р

Д : I еддйжвльакий «1

И.M. Макеев, А.И. Герцев, И.М. Мееров

И.К.Азимов, Ю.В.Гесслер, С.Х.Сиуше

Л.Д.Пескин, B.Ï.ßëàíñêèé, В.И.Шишк нщ

Всесоюзный ордена Ленина научно-и л (72) Авторы изобретения (71) Заявитель и проектно-конструкторский институт метал машиностроения (54) ГИДРАВЛИ4ЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к прокатно му производству, в частности к устройствам стабилизации размеров прокатываемого металла, работающим по принципу компенсации упругой деформации клети в процессе прокатки.

Известны гидравлические нажимные « устройства прокатных клетей. со средствами компенсации упругой деформации клетй при приложении к ней нагрузки, содержащими измеритель уси10 лия прокатки и вычислительное уст" ройство. Положение плунжера гидроцйлиидра измеряется с помощью датчика положения, сигнал которого в виде отрицательной обратной связи посту15 пает в указанное вычислительное устройство. В это же вычислительнов устройство в виде положительной обрат" ной связи вводится сигнал от измери- тельного усилия прокатки.

В вычислительном устройстве рас" считывают вел чину упругой деформации клети и величину межвалкового зазора

2 с учетом этой деформации и сравнивают полученное значение с заданным значением межвалкового зазора. При наличии отклонений вычислительное устройство воздействует на управляющий золотник, который регулирует подачу рабочей жидкости в гидроцилиндр. и изменяет положение его плунжера в нужном направлении f3 f.

Недостатком этого технического решения является необходимость использования для компенсации упругой деформации клети дополнительных сложных технических средств: измерителя усилия прокатки и вычислительного устройства. Указанные дополнительные технические средства усложняют конструкцию гидравлического нажимного устройства и снижают его эксплуатационНую надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидравлическое нажимное устройство прокатной клети, содержащее сопряжен.3 93706 ный с каждой подушкой одного из опорных валков силовой гидроцилиНдр с плунжером, снабженный хвостовиком с полостью, и средство для компенсации упругой деформации прокатной кле- 5 ти, включающее упругий элемент и датчик положения плунжера, контактирующий с концом хвостовика плунжера(2).

В данном устройстве плунжер находится в заданном положении относи- tO тельно корпуса гидроцилиндра, независимо от колебаний усилия прокатки, так как при изменении действующего на плунжер усилия датчик положения плунжера управляет давлением в раба- t5 чей полости гидроцилиндра таким обра", зом, чтобы плунжер не смещался отно.сительно гидроцилиндра. Но при изме нении усилия прокатки изменяется упругая деформация прокатной клети, что обнаруживается в появлении продольной разнотолщинности прокатываемой полосы, никак не отражаясь в известном устройстве на работе нажимного устройства.

Таким образом, недостатком известного устройства является то, что в нем не предусмотрена компен" сация упругой деформации прокатной клети. Конструктивно это выражается в отсутствии преобразователя давления рабочей жидкости в перемещение упругого элемента.

Цель изобретения - повышение эффективности работы клети эа счет компенсации ее упругой деформации.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом нажимном устройстве прокатной клети, содержащем сопряженный с каждой подушкой одного из опорных валков силовой гидроцилиндр с плунжером, снабженным хвостовиком с полостью, и средство для компенсации упругой деформации прокатной клети, включающее упругий элемент и датчик положения плунжера, контактирующий с концом хвостовика плунжера, полость в хюстовике плунжера выполнена замкнутой и тонкостенной, причем длина полости равна

РД1(щ (К (1 )

ВД

Е где L - длина полости хвостовика;

- модуль упругости материала хвостовика", Ик модуль жесткости клети;

Р „- наибольшее усилие при прокатке;

ГВ 1- допустимое напряжение растя- жения в стенке хвостовика.

На фиг. 1 дана схема клети с электрической обратной связью в регуляторе положения плунжера; на фиг. 2то же, с механической обратной связью в регуляторе положения плунжера; на фиг. 3 - механизм регулирования величины податливости хвостовика.

Клеть прокатного стана, например клеть кварто (фиг. 1), состоит из станины 1, в которой с помощью ци-. линдров 2 уравновешивания и гидравлического нажимного устройства,состоящего из силовых гидравлических цилиндров (на фиг. 1 показан один цилиндр), имеющих корпус 3 и плунжер

4, может перемещаться валковая система 5 (на фиг. 1 показана нижняя подвижная валковая система; предлагаемое устройство может быть использовано и; в клетях с подвижной верхней валковой системой).

Цилиндры 2 уравновешивания питаются рабочей жидкостью от насосноаккумуляторной станции с нерегулируемым давлением (не показана).

В корпус 3 силового гидравлического цилиндра поступает через управляющий золотник 6 рабочая жидкость от насосно-аккумуляторной станции 7.

На входе управляющего золотника 6 давление рабочей жидкости имеет постоянное значение, на выходе управляющего золотника 6 давление рабочей жидкости переменное, Его величина зависит от положения поршня управляющего золотника 6, которое определяется электрическим сигналом, поступающим от регулятора 8 положения плунжера сйлового гидроцилиндра Избыточное количество рабочей жидкости, подаваемой на вход управляющего золотника

6, передается с его помощью в сливную магистраль 9.

На вход регулятора 8 положения поступает установка требуемого положения. плунжера силового гидроцилиндра

h и сигнал обратной связи от датчика

10 положения плунжера. Чувствительный элемент 11 датчика 10 положения контактирует с пустотелым хвостовиком 12, полость которого посредством отверстия соединена с рабочей полостью силового гидроципиндра.

937068 б тему 5 . При этом упругая деформация клети составит ДК . Однако величина межвалкового зазора, а следовательно, и толщина прокатываемого

5 металла при этом не изменяется, поскольку при изготовлении хвостовика с размерами, определенными равенством (1), его деформация д Р равна Д и, а следовательно, регулятор 8 поаоже- е1 ния или механическая обратная связь поднимут плунжер 4 в момент наступления равновесия на величину

Дк, скомпенсировав тем самым упругую деформацию клети.

1 Равенство (!) получено. на основании решения следующей системы уравнений. Величина наибольшей упругой деформации клети при приложении к ней нагрузки в виде усилия прокатки

20 составляет (3) (4) Е jP (5) 5

Хвостовик 12 жество соединен с плунжером 4 гидроцилиндра.

В варианте с механической обратной связью в регуляторе положения плунжера (фиг. 2) датчик 10 положения плунжера выполнен в виде следящего золотника, питающегося непосред ственно от насосно-аккумуляторной станции 7, при этом на вход золотник подано постоянное по величине давлени от станции 7, выход золотника соединен на слив, а средняя его точка, под ключена к полости гидроцилиндра. Кор пус датчика 10 имеет возможность осе вого перемещения посредством микрометрического винта 13, приводимого во вращение приводом 14.

На конце хвостовика 12 (фиг. 3), контактирующем с датчиком положения выполнена резьба и насажена гайка 15, связанная посредством скользящего соединения, например шлицевого, с механизмом ее вращения, например, червячным редуктором 16 с приводным двигателем 17, Скользящее соединение обеспечивает свободное поступатель.ное перемещение хвостовика 1Д с гайкой 15 относительно механизма ее вращения.

Устройство работает следующим об- 30 разом.

Перед очередной подачей металла в валковую систему 5 устанавливают требуемую для заданного обжатия величину межвалкового зазора. В гидрав-. лическом нажимном устройстве с электрической обратной связью по положенищ плунжера 4 это выполняется путем введения соответствующей установки на вход регулятора 8 положения. В гидравлическом нажимном устройстве с механической обратной связью эта операция выполняется.путем изменения положения корпуса датчика 10.

При входе металла в валки регулятор 8 положения или механическая обратная связь, стремясь сохранить заданное положение, плунжером 4 гидроцилиндра и с помощью управляющего " золотника 6 повышает давление рабочей жидкости в рабочей полости гидроцилиндра. Одновременно рабочая жидкость, поступая через отверстие в полость хвостовика, начинает его расSS тягивать. Равновесие в системе насту.пит в тот . момент, когда усилие развиваемое плунжером 4, уравновесит давление металла на валковую сисd =. — "" <г)где d - упругая деформация клети.

Для компенсации упругой деформации клети с помощью предлагаемого средства хвостовик при его растяжении должен иметь .ту же деформацию. где сГ - наибольшая деформация хвосС товика.

При этом значении деформация хвостовика напряжение растяжения в его стенке не должно превышать допустимое значение для материала, иэ кото- рого он изготовлен.

Напряжение растяжения в осевом направлении цилиндрического резервуара, каковым является полый хвостовик плунжера гидроцилиндра, сос" тавляет где O - суммарное напряжение растяжения в стенке цилиндрического резервуара.

Тогда, в соответствии с законом

Гука, Можно записать

Решив совместно уравнения (2), (3) и (5), получим равенство (!), .

937068

Соотношение размеров хвостовика и гидроцилиндра .определяют по выражению

Р, с ° d

00=уф (6) Э где 5 - толщина стенки хвостовика;

d - диаметр полости хвостовика; и - количество гидроцилиндров в нажимном устройстве; !О

0 " диаметр плунжера гидроцилиндра.

При изменении жесткости клети, на- пример при прокатке полос разной ши" рины или при изменении диаметра валков при переточках, изменяют положение гайки 15 на хвостовике 12, что приводит к изменению его активной длины и сохранению условия (3) при новом значении модуля жесткости клети.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого изобрете ния достигается за счет повышения точности размеров прокатываемых полос и составляет около 100000 тыс. руб. в год, например, применительно к стану 2800 холодной прокатки стальных листов, характеризуемому сравнительно широким диапазоном сортамента прокатываемых полос по их ширине.

Эффект будет получен эа счет более полной компенсации упругой деформации клети при прокатке узких листов и, как следствие, за счет повышения точности. этих листов.

Формула изобретения

Гидравлическое нажимное устройство прокатной клети, содержащее сопряженный с каждой подушкой одного из опорных валков силовой гидроцилиндр с плунжером, снабженным хвостовиком с полостью, и средство для компенсации упругой деформации прокатной клети, включающее упругий элемент и датчик положения плунжера, контактирующий с концом хвостовика плунжера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы клети.за счет компенсации ее упругой деформации, полость в хвостовйке плунжера выполнена замкнутой и тонкостенной, причем длина полости равна где L " "длина полости хвостовика;

Е - модуль .упругости материала хвостовика;

Иь- модуль жесткости клети;

Р „ - наибольшее усилие при прокатке;

t ai- допустимое напряжение растяжения в стенке хвостовика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии И 47-14488, кл. 12 С 211.4., 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2914099/02,кл.В 21 В 31/32, 1980.

937068

Составитель Г. Ростов

Редактор И. Николайчук Техред д Вабинец Корректор О Билак

° Ь

Заказ 4314/12 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4